一种弧形件加工机床的机构构型设计与研究
发布时间：2023-08-05 18:55
机床制造业是“中国制造2025”的十大重要领域之一,作为机械制造的母机,机床的性能直接关乎零件、产品的质量。针对交通、航天、军工、医疗器械等领域大量使用弧形零件的情况,本文基于3-PRPUR/RUP并联机构设计出一种弧形件加工机床的构型,这种构型的机床可以满足具有弧度变化弧形件的加工;以这种弧形件加工机床的构型为研究对象,对它的运动学、动力学性能进行研究。首先,设计出一种弧形件加工机床的构型;对该构型进行自由度分析,验证了机构能够满足期望运动要求;基于驱动选取原则选取出了合适的运动副作为驱动,并验证了驱动选取的正确性。其次,通过D-H参数法和刚体变换法分别描述了动坐标系在静坐标系中的位姿,根据两种位姿描述的对等性,得出了末端输出点的独立参量和非独立参量之间的关系;利用解析几何法及动平台边长固定这一条件求出了机构的位置反解,通过封闭解法建立了机构的位置正解约束方程;通过数值点验证了位置正、反解的正确性。进行了速度分析,得出了机构的雅克比矩阵。然后,基于刚体平面运动分析各个支链上各个主要构件的运动,对工况下机构各主要构件的受力情况进行分析;利用虚功原理建立机构的动力学数学模型,通过实例和仿...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及来源
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究来源
1.2 基于并联机构机床的研究现状
1.2.1 国外研究现状及分析
1.2.2 国内研究现状及分析
1.3 并联机构的研究现状及分析
1.3.1 并联机构构型综合研究
1.3.2 并联机构运动学研究
1.3.3 并联机构的工作空间研究
1.3.4 并联机构动力学分析
1.3.5 并联机构虚拟样机仿真分析
1.4 本文主要研究内容
1.5 本章小结
2 弧形件加工机床的机构构型设计及分析
2.1 引言
2.2 弧形件加工机床的机构构型设计
2.2.1 构型的设计思路
2.2.2 3-PRPUR/RUP并联机构的描述
2.2.3 基于3-PRPUR/RUP并联机构的弧形件加工机床构型
2.2.4 坐标系的创建
2.3 弧形面加工机床的自由度分析
2.3.1 用螺旋理论分析机构自由度
2.3.2 验证机构的自由度
2.4 弧形面加工机床的驱动副选取
2.5 本章小结
3 弧形件加工机床的机构运动学分析
3.1 引言
3.2 动坐标系在静坐标系中的位姿描述
3.2.1 基于刚体变换的描述
3.2.2 基于D-H参数法的描述
3.3 位置反解
3.4 位置正解
3.5 位置解实例计算
3.6 速度分析
3.7 本章小结
4 弧形件加工机床的机构动力学研究
4.1 引言
4.2 支链运动分析
4.2.1 RUP支链的运动分析
4.2.2 PRPUR支链的运动分析
4.3 驱动速度与机构各构件速度关系
4.3.1 驱动速度与动平台速度之间的对应关系
4.3.2 驱动速度与RUP支链各构件速度之间的对应关系
4.3.3 驱动速度与PRPUR支链各构件速度之间的对应关系
4.4 机构各构件受力分析
4.4.1 动平台受力分析
4.4.2 URP支链受力分析
4.4.3 PRPUR支链受力分析
4.5 机构动力学数学模型建立
4.5.1 各构件受力等效施加到驱动
4.5.2 建立数学模型
4.6 实例计算分析
4.7 本章小结
5 弧形件加工机床的机构工作空间研究与虚拟样机仿真
5.1 引言
5.2 工作空间研究
5.2.1 各构件的工作范围
5.2.2 可达工作空间求解
5.2.3 可达工作空间云点图
5.2.4 基于SolidWorks的工作空间仿真
5.3 Adams软件中虚拟样机的建立
5.3.1 Adams软件介绍
5.3.2 虚拟样机的建立
5.4 虚拟样机位置仿真
5.4.1 位置反解仿真
5.4.2 位置正解仿真
5.5 虚拟样机速度、加速度仿真
5.6 虚拟样机动力学仿真
5.7 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究结果
致谢
本文编号：3839161
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及来源
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究来源
1.2 基于并联机构机床的研究现状
1.2.1 国外研究现状及分析
1.2.2 国内研究现状及分析
1.3 并联机构的研究现状及分析
1.3.1 并联机构构型综合研究
1.3.2 并联机构运动学研究
1.3.3 并联机构的工作空间研究
1.3.4 并联机构动力学分析
1.3.5 并联机构虚拟样机仿真分析
1.4 本文主要研究内容
1.5 本章小结
2 弧形件加工机床的机构构型设计及分析
2.1 引言
2.2 弧形件加工机床的机构构型设计
2.2.1 构型的设计思路
2.2.2 3-PRPUR/RUP并联机构的描述
2.2.3 基于3-PRPUR/RUP并联机构的弧形件加工机床构型
2.2.4 坐标系的创建
2.3 弧形面加工机床的自由度分析
2.3.1 用螺旋理论分析机构自由度
2.3.2 验证机构的自由度
2.4 弧形面加工机床的驱动副选取
2.5 本章小结
3 弧形件加工机床的机构运动学分析
3.1 引言
3.2 动坐标系在静坐标系中的位姿描述
3.2.1 基于刚体变换的描述
3.2.2 基于D-H参数法的描述
3.3 位置反解
3.4 位置正解
3.5 位置解实例计算
3.6 速度分析
3.7 本章小结
4 弧形件加工机床的机构动力学研究
4.1 引言
4.2 支链运动分析
4.2.1 RUP支链的运动分析
4.2.2 PRPUR支链的运动分析
4.3 驱动速度与机构各构件速度关系
4.3.1 驱动速度与动平台速度之间的对应关系
4.3.2 驱动速度与RUP支链各构件速度之间的对应关系
4.3.3 驱动速度与PRPUR支链各构件速度之间的对应关系
4.4 机构各构件受力分析
4.4.1 动平台受力分析
4.4.2 URP支链受力分析
4.4.3 PRPUR支链受力分析
4.5 机构动力学数学模型建立
4.5.1 各构件受力等效施加到驱动
4.5.2 建立数学模型
4.6 实例计算分析
4.7 本章小结
5 弧形件加工机床的机构工作空间研究与虚拟样机仿真
5.1 引言
5.2 工作空间研究
5.2.1 各构件的工作范围
5.2.2 可达工作空间求解
5.2.3 可达工作空间云点图
5.2.4 基于SolidWorks的工作空间仿真
5.3 Adams软件中虚拟样机的建立
5.3.1 Adams软件介绍
5.3.2 虚拟样机的建立
5.4 虚拟样机位置仿真
5.4.1 位置反解仿真
5.4.2 位置正解仿真
5.5 虚拟样机速度、加速度仿真
5.6 虚拟样机动力学仿真
5.7 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究结果
致谢
本文编号：3839161
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3839161.html
教材专著
